Fren Yapıldığında Aracın Enerjisine Ne Olur?
Aracınızla otoyolda 130/140 km/s hızla giderken aniden önünüze bir hayvanın yada bir insanoğlunun çıktığını düşünelim. Ne yaparsınız? Normal olarak frene basıp arabayı durdurursunuz. Sadece otomobilinizin azca ilkin oldukça fazla enerjisi vardı, peki siz durunca bu enerji nereye gitti?
Ani bir frenle arabanın neredeyse tüm enerjisini aniden kestiğinizi söyleyebiliriz. Merak mevzusu olan ise bu enerjiye ne olduğu.
Gelin, bu probleminin yanıtını verelim.
Çağdaş otomobillerde disk frenler, kamyonlarda hava frenleri, bisikletlerde ise çoğu zaman jant frenler bulunuyor.
Bu farklılıklara karşın kinetik enerjinin ısıya dönüştürülmesi, üçünde de benzer şekilde çalışıyor. Mesela jant frenleri, frenler uygulandığında tekerleğin jantını sıkıştırıyor ve jantı, ısı üretiminin merkezi hâline getiriyor.
Tıpkı uzun bir inişte olduğu benzer biçimde uzun soluklu bir fren yaptığınızda bunu bir bisiklette kendiniz de deneyimleyebilirsiniz. Ek olarak fren balatalarının, bir süre sonrasında aşındığını da fark edebilirsiniz.
Bu durum kısmen ısıdan, kısmen de tekerleğin jantının yoğun kuvvet ve sürtünme sebebiyle fren balatasının parçalarını koparmasından kaynaklanıyor. Bu sebeple enerjinin bir kısmı, fren balatalarının minik parçalarını koparmaya çalışacaktır.
Otomobillerde frenlemeyle oluşan ısı, birkaç yüz santigrat dereceye kadar ulaşabiliyor.
Şundan dolayı otomobiller, daha büyük kütle sebebiyle aynı hızda oldukça daha çok kinetik enerjiye haiz oluyor. Bu durumda ise ısının dağıtılması gerekiyor. Böylece fren bileşenleri, uzun soluklu ısıya maruz kalma sebebiyle kalıcı hasar göremeyecektir.
Ek olarak oldukça süratli olan Formula 1 araçlarında, fren balataları için hususi malzemeler kullanılıyor ve bilhassa havanın oldukça daha çok geçmesine ve ısının hızla dağılmasına izin verecek şekilde tasarlanıyor.
Peki bu enerjiyi yeniden kullanabilir miyiz?
Her iki durumda da frenleme esnasında bir arabanın kinetik enerjisi çevrede kayboluyor. Bununla beraber rejeneratif frenlemenin ortaya çıkışıyla bu mevzu, değişik açılara evriliyor.
Şu şekilde ki elektrikli yada hibrit araçlarda hareket eden arabanın enerjisi, tekerlekleri iten motorun bir jeneratöre dönüştürülmesi yardımıyla akü tarafınca geri kazanılıyor. Hareket eden tekerleklerin sağlamış olduğu kinetik enerji ise üreteç tarafınca elektrik enerjisine dönüştürülüyor.
Sonrasında da gelecekte kullanılmak suretiyle depolanabilen aküye geri döndürülüyor. Buna karşın enerjinin minimum %30’u, çoğu zaman ısı olarak çevreye veriliyor.
Özetle siz direksiyon başındayken enerji, devamlı olarak şekil değiştiriyor. Sadece rejeneratif frenleme benzer biçimde fren sistemleriyle, otomobillerde enerjinin daha verimli kullanımına doğru ilerlediğimizi de ekleyemeden geçmeyelim. Kısaca geri kazanılan enerji, çevreye yayılmak yerine yeniden kullanılabilir.
